2020_2021学年新教材高中物理第2章固体与液体第2节表面张力和毛细现象第3节材料及其应用课件鲁

2．产生的原因 (1)三个相关概念
①附着层：当液体跟固体接触时，在_接_触__处__形成的液体薄层． ②内聚力：附着层中的液体分子受到的_液_体__内__部__分__子__的吸引力． ③附着力：附着层中的液体分子受到的_固_体__分__子__的吸引力．
(2)产生原因分析：由于内聚力与附着力的大小不同
能_小_的面积．而体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积 _最_小__．因此小水珠、小露珠等都呈现_球__形_．若露珠过大，重力影响 不能忽略，则呈椭__球__形__．完全失重环境下，可形成标准的球形．
三、浸润与不浸润 1．定义
(1)浸润：液体_附_着__在固体表面上的现象． (2)不浸润：液体不__附__着__在固体表面上的现象．
D [与气体接触的液体表面分子比较稀疏，间距大于液体内部 分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力， A、B 错误；但由于分子间的距离大于分子的平衡距离 r0，分子引力 大于分子斥力，分子力表现为引力，即存在表面张力，表面张力使 液体表面有收缩的趋势，所以露珠呈球形，C 错误，D 正确．]
3．表面张力的大小 除了跟分界线长度有关外，还跟液体的性质和温度有关．一般 情况下，温度越高，表面张力就越小．另外，杂质也会明显地改变 液体的表面张力大小．比如洁净的水有很大的表面张力，而沾有肥 皂液的水的表面张力就比较小．
4．表面张力的作用 表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小．而 在体积相同的条件下，球形的表面积最小．
提示：这是由于鸭子经常用嘴把油脂涂到羽毛上，使水不浸润 羽毛．
1．液体能否浸润固体由内聚力和附着力大小决定 (1)内聚力大于附着力．附着层的分子比液体内部稀疏，附着层 内出现与液体表面张力相似的收缩力，此时跟固体接触的液体表面 有缩小的趋势，形成不浸润． (2)内聚力小于附着力．附着层中的分子比液体内部更密，附着 层中出现液体分子相互排斥的力，此时跟固体接触的液面有扩展的 趋势，形成浸润．
第2章 固体与液体
第2节 表面张力和毛细现象 第3节 材料及其应用
学习目标：1.[物理观念]知道液体表面的收缩趋势，理解液体表 面存在表面张力现象． 2.[科学思维]从微观角度了解液体表面张力 的成因． 3.[物理观念]知道什么是浸润和不浸润现象，能用浸润和 不浸润原理解释生活中常见的现象． 4.[科学思维]知道附着层的特 点，理解浸润和不浸润现象产生的原因． 5.[物理观念]知道毛细现 象，会用毛细现象特点解释生活中常见的现象． 6.[科学态度与责 任]初步了解液晶的微观结构，了解液晶具有的物理特征，知道液晶 的一般用途．
(2)液晶分子在特定方向排列比较整齐．
(√ )
(3)电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光． ( × )
(4)毛细现象只指浸润液体在细管里上升的现象．
(× )
(5)在内径小的容器里，如果液体能浸润器壁，液面呈凸形．
(× )
(6)如果固体分子对液体分子间的引力比较弱，就会形成不浸润
现象．
(√ )
合作 探究 攻重 难
表面张力
雨伞的伞面上有很多细小的孔，为什么下雨时，雨水不会从孔 里漏下来？
提示：因为雨水将纱线浸湿后，在纱线孔隙中形成水膜，水膜 的表面张力使雨水不会漏下源自文库．
1．表面特性 表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好 像一层绷紧的膜．所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果． 2．表面张力的方向 表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线．如 图所示．
分析浸润与不浸润问题的要点归纳 (1)同一种固体，对有些液体浸润，对有些液体不浸润；同一种 液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的． (2)液体浸润固体，附着层面积要扩张；不浸润固体，附着层面 积要收缩． (3)发生浸润还是不浸润是看固体分子和液体内部分子对附着层 分子的吸引力的强弱．
[跟进训练] 2．(多选)如图所示的现象中，下列说法正确的是( )
【例 1】 关于液体的表面张力，下列说法正确的是( ) A．在液体的表面层里，分子比较稀疏，分子间只有引力没有斥力 B．在液体的表面层里，分子比较密集，分子间只有斥力没有引力 C．液体的表面层中斥力大于引力，使得液体的表面收缩到最小， 所以露珠呈球形 D．液体的表面层中引力大于斥力，使得液体的表面收缩到最小， 所以露珠呈球形
2．新材料
(1)材料科学是研究材料的制__造__、_结_构__与_性_能__三者之间相互关系
的科学．
(2)纳米是_长_度__单位，1 nm＝_1_0_－_9_m___，颗粒在_1_～_1_0_0_ nm 的材
料称为纳米材料． (3) 发 生 形 变 后 几 乎 能 100% 恢 复 原 状 的 材 料 称 为
_形__状__记_忆__合__金__．
(4)微电子材料：_半_导__体__．
(5)力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变的纳米材 料．
(6)_材_料__、_能__源_、_信_息__被当今国际社会公认为现代文明的三大支
柱．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)注满氢气的彩色气球飘向空中是因表面张力所致． ( × )
①当内聚力大__于__附着力时，液体不浸润固体． ②当内聚力小__于__附着力时，液体浸润固体．
四、毛细现象 1．定义
浸润液体在细管里_上_升__的现象和不浸润液体在细管里下__降__的现
象． 2．毛细管
能够发生_毛_细__现__象__的管．
3．特点
水 在 玻 璃 管 中 会 出 现 _凹__形_ 弯 月 面 ； 水 银 在 玻 璃 管 中 则 会 出 现 _凸_形__弯月面．且管的内径越小，前者水面越_高_，后者水银面越低__．
【例 2】 下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是( ) A．水是浸润液体，水银是不浸润液体 B．浸润现象中，附着层里分子比液体内部稀疏 C．不浸润现象中，附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体 内部分子的吸引强 D．不浸润现象中，附着层里分子间表现出吸引力；浸润现象中， 附着层里分子间表现出排斥力
自主 预习 探新 知
一、液体表面的收缩趋势 1．实验：观察肥皂膜的变化 (1)现象
①铁丝框上的肥皂膜会把滑杆_拉__回__．
②肥皂膜里的棉线圈，当刺破棉线圈内肥皂膜，棉线圈外的肥
皂膜使棉线张紧，形成_圆_形__． (2)结论：液体的表面类似于张紧的弹性薄膜，具有收__缩__的趋势．
2．实验结论
BCD [表面张力的作用效果是使液体表面收缩，B 正确，A 错 误；由于表面张力，液面被压弯并收缩，使小昆虫浮在液面上，C 正确；由于表面张力使液滴收缩成球形，D 正确．]
浸润与不浸润
你观察过落水的鸡吗？如图所示，鸡落水 时会全身湿透，俗称“落汤鸡”，而鸭子在水 中嬉戏，上岸后抖一抖身子，水便会被抖落， 比鸡可潇洒多了，你知道这是为什么吗？
液体表面层与液体内部分子分布特点
液体表面层
液体内部
分子密度
稀疏
密集
分子间距 d 10－10 m<d<10－9 m
d＝10－10 m
分子力 表现为引力(合力) 斥力与引力平衡(合力为零)
表现
表面有收缩趋势
不易被压缩
[跟进训练] 1．(多选)下面有关表面张力的说法中，正确的是( ) A．表面张力的作用是使液体表面伸张 B．表面张力的作用是使液体表面收缩 C．有些小昆虫能在水面上自由行走，这是由于有表面张力的缘故 D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故
D [一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质均有关， 不能肯定哪种液体是浸润液体或不浸润液体，选项 A 错误；在浸润 现象中，附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力 大，分子分布比液体内部更密，因而在附着层里液体分子表现出相 互排斥的力，附着层有扩展的趋势，故选项 B、C 错误，选项 D 正 确．]
甲
乙
A．图甲为浸润现象，图乙为不浸润现象 B．图甲中附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏 C．图甲和图乙中表面层的液体分子都比液体内部的分子稀疏 D． 图甲中表面层分子比液体内部稀疏，而图乙中表面层分子 比内部密集
AC [由图可知，图甲为浸润现象，图乙为不浸润现象，选项 A 正确；图甲中附着层的液体分子比液体内部的分子密集，选项 B 错 误；图甲和图乙中表面层的液体分子都比液体内部的分子稀疏，选 项 C 正确，D 错误．]
2．微观解释 当液体与固体接触时，附着层中的液体分子受固体分子的吸引 比液体内部分子弱，结果附着层中的液体分子比其内部稀疏，这时 在附着层中就出现跟表面张力相似的收缩力，使跟固体接触的液体 表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现象．
相反，如果受到固体分子的吸引相对较强，附着层里的分子就 比液体内部更密，在附着层里就出现液体分子互相排斥的力，这时 跟固体接触的表面有扩展的趋势，从而形成浸润现象．总之，浸润 和不浸润现象是分子力作用的宏观表现．
3．(多选)下列现象中与毛细现象有关的是( ) A．砖块吸水 B．毛巾的一只角浸入水中，水会沿毛巾上升，使毛巾湿润 C．洗净的衣服在太阳下被晒干 D．自来水笔从墨水瓶里把墨水吸入笔中
AB [砖块、毛巾、棉花、木材、植物根和茎等物体内部有许多 细小的管道，可起到毛细管的作用，水会在这些细小的管道中上升， A、B 正确；洗净的衣服在太阳下被晒干，这是蒸发现象，C 错误； 自来水笔是靠大气压强把墨水吸入笔中的，故 D 错误．]
五、液晶 1．定义
既具有像液体那样的_流__动__性_和连续性，又具有晶体那样的各向
异性特点的流体．
2．性质
外界条件的微小变化，会引起液晶分子排__列__的变化，从而改变
液晶的某些性质，例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器的表面
差异等，都可以改变液晶的_光_学__性质．
3．应用
(1)_液_晶__显__示__器__．
(2)液晶测温．
六、材料种类和新材料及其应用 1．材料的分类
(1)按材料特性分为：结__构__材料和功__能__材料． (2)按应用领域分为：_信_息__材料、能源材料、建筑材料、_生_物__材
料、航空航天材料等．
(3)按习惯分为：_金_属__材料、无机非金属材料、有机高分子材料 和_复_合__材料．
毛细现象 你知道为什么松土能保持土壤中的水分吗？
提示：把地面的土壤锄松，破坏了土壤里的毛细管，地下的水 分就不会沿着毛细管上升到地面被蒸发掉．
1．毛细现象 浸润液体在毛细管里上升后，形成凹月面，不浸润液体在毛细 管里下降后形成凸月面的现象．
2．毛细现象产生的原因 浸润液体与毛细管内壁接触时，液体表面发生弯曲，呈凹形．液 体表面就像一张张紧了的凹形的弹性薄膜，表面张力的收缩作用总 是力图使凹形表面的面积缩小，对表面下的液体产生向上的提拉作 用(如图所示)，于是管内液体上升，直到表面张力向上的提拉作用与 管内升高的液柱所受的重力达到平衡时，管内液体才停止上升，
2．(多选)将一枚硬币轻轻地平放在水面上，可以不下沉，下列 关于与硬币重力相平衡的力的说法，不正确是( )
A．水面支持力的产生是由于水的表面张力 B．水的表面张力 C．水的浮力和表面张力的合力 D．水的浮力和空气浮力的合力
BCD [硬币受到重力和水面给予的支持力作用而平衡，表面张 力是水面上各部分水之间的作用力的合力，而不是硬币受到的力； 当然支持力的产生是由于水的表面张力所致；硬币并没有浸入水中， 故不受浮力作用．故 A 正确，B、C、D 错误．]
稳定在一定的高度．不浸润液体在毛细管里下降则是由于表面张力 的收缩作用总是力图使凸形表面的面积减小，对表面下的液体产生 向下的作用导致的(如图所示)．
【例 3】 附着层里的液体分子比液体内部稀疏的原因是( ) A．附着层里液体分子间的斥力强 B．附着层里液体分子间的引力强 C．固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的 吸引弱 D．固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的 吸引强
由实验知，液体表面有一种收__缩__的趋势，正是这种收__缩__，使露
珠、浮滴等外形呈现球形．
二、表面张力 1．表面层
(1)定义：液体与气体接触的表面存在的一个_薄_层__． (2)特点：表面层分子的分布比液体内部_稀_疏__．
2．表面张力
(1)定义：液体表面各部分间相互_吸_引__的力．
(2)作用效果：由于表面张力的作用，液体表面总要收缩到尽可